JP6632740B2 - Stator for rotating electric machine and method of manufacturing the same - Google Patents
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Description
本発明は、回転電機のステータとその製造方法に関するものである。 The present invention relates to a stator for a rotating electric machine and a method for manufacturing the stator.
回転電機は、ステータに巻かれているコイルをより高密度にすることにより、高効率化および小形化が図られる。従来、コイルを高密度に巻く際の作業性を向上させる手段として、ステータコアを複数に分割した分割コアが採用されている。特許文献１には、２個の磁極片のバックヨーク部同士が折り曲げ可能に連結されたユニットコアを備えた回転電機が示されている。この先行例では、磁極片のティース部に絶縁用ボビンを介してコイルが巻き付けられ、絶縁用ボビンにコイルの巻き始め線と巻き終わり線を係止している。
In the rotating electric machine, by increasing the density of the coil wound on the stator, higher efficiency and smaller size are achieved. 2. Description of the Related Art Conventionally, as means for improving workability when winding a coil at a high density, a split core obtained by dividing a stator core into a plurality is employed.
また、この先行例では、巻線作業の際に、バックヨーク部から突出したティース部が外側に位置するようにユニットコアを逆反らせ、隣接する磁極片の距離を広くした状態でティース部にコイルを巻き付けている。また、同一相内についてコイルを切断せずに連続して巻き付けることにより、巻線の端末部の処理回数を削減し製作コストを低減している。 Also, in this prior example, at the time of winding work, the unit core was reversely warped so that the teeth protruding from the back yoke portion were located outside, and the coils were wound around the teeth with the distance between adjacent magnetic pole pieces widened. Is wound. In addition, by continuously winding the coil in the same phase without cutting it, the number of times of processing of the terminal portion of the winding is reduced and the manufacturing cost is reduced.
上記特許文献１では、ユニットコアを逆反り状態とすることで、磁極片と巻線装置の干渉を避け、コイルの高密度化と高速巻線を実現しているが、ユニットコアを逆反りさせる工程が必要であり、工数および設備投資費が増加する。また、１つのティース部の絶縁用ボビンにコイルの巻き始め線と巻き終わり線を係止しているため、ステータが小形になると巻線装置が入る空間を確保できなくなり、高速巻線が困難となる。また、ステータが小形になると、２つのティース部間に渡り線を配置させる箇所を確保することが困難となるという課題がある。
In
本発明は、上記問題点に鑑み、工数および設備投資費の増加を伴うことなく、高速な巻線作業を容易に行うことが可能な回転電機のステータとその製造方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a stator of a rotating electric machine capable of easily performing high-speed winding work without increasing man-hours and capital investment costs, and an object thereof. I do.
本発明に係る回転電機のステータは、第１のバックヨーク部と第１のバックヨーク部から突出したティース部とを有する複数の磁極片と、第１のバックヨーク部と連結された第２のバックヨーク部を有する複数の継鉄片とを備え、複数の磁極片と複数の継鉄片が、ティース部が内径側となるように交互に円環状に配置された回転電機のステータであって、複数の磁極片のうち、所定の磁極片のティース部に巻装されたコイルと、所定の磁極片とは別の磁極片のティース部に巻装されたコイルとの間に渡り線が形成されており、渡り線は、所定の磁極片に隣接する継鉄片の回転電機の軸方向の端部に配置されていると共に、隣接する継鉄片に係止されているものである。 A stator for a rotating electrical machine according to the present invention includes a plurality of pole pieces having a first back yoke portion and teeth protruding from the first back yoke portion, and a second pole piece connected to the first back yoke portion. A plurality of yoke pieces having a back yoke portion, a plurality of magnetic pole pieces and a plurality of yoke pieces are stators of a rotating electric machine in which the teeth are alternately arranged in an annular shape such that the teeth are on the inner diameter side; A crossover wire is formed between a coil wound around a tooth portion of a given pole piece and a coil wound around a tooth portion of another pole piece from the given pole piece. The connecting wire is disposed at an axial end of the rotating electric machine of a yoke piece adjacent to a predetermined magnetic pole piece and is locked by the adjacent yoke piece.
本発明に係る回転電機のステータの製造方法は、複数の磁極片と複数の継鉄片が交互に円環状に配置された回転電機のステータの製造方法であって、第１のバックヨーク部と第１のバックヨーク部から突出したティース部とを有する複数の磁極片と、第１のバックヨーク部と連結された第２のバックヨーク部を有する複数の継鉄片が交互に配置されたステータコアを用意し、ステータコアを自動巻線機に取り付け、複数の磁極片のうちの所定の磁極片のティース部にコイルを巻き付けた後、所定の磁極片に隣接する継鉄片の回転電機の軸方向の端部で、コイルの巻き終わり線を第２のバックヨーク部の内径側から外径側に引き出す巻線工程と、巻線工程の後、ティース部が内径側になるようにステータコアを円環状に折り曲げ、両端部を突き合わせて結合するコア閉じ工程とを含むものである。 A method of manufacturing a stator of a rotating electric machine according to the present invention is a method of manufacturing a stator of a rotating electric machine in which a plurality of magnetic pole pieces and a plurality of yoke pieces are alternately arranged in an annular shape. A stator core is provided in which a plurality of pole pieces having teeth protruding from one back yoke portion and a plurality of yoke pieces having a second back yoke portion connected to the first back yoke portion are alternately arranged. Then, the stator core is attached to the automatic winding machine, and after winding the coil around the teeth portion of the predetermined pole piece of the plurality of pole pieces, the end of the yoke adjacent to the predetermined pole piece in the axial direction of the rotating electric machine. Then, a winding step of drawing the winding end line of the coil from the inner diameter side to the outer diameter side of the second back yoke part, and after the winding step, the stator core is bent into an annular shape so that the teeth are on the inner diameter side, Thrust both ends It is intended to include a core closing step binds Te Align.
本発明に係る回転電機のステータによれば、各々複数の磁極片と継鉄片を交互に配置することにより、各磁極片のティース部間に自動巻線機が入る空間を確保することができ、高速巻線や整列巻線が容易に行える。また、所定の磁極片のティース部に巻装されたコイルと、所定の磁極片とは別の磁極片のティース部に巻装されたコイルとの間の渡り線を、所定の磁極片に隣接する継鉄片の軸方向の端部に配置して係止するようにしたので、渡り線を配置する空間を確保することができ、高速で確実に渡り線を形成することができる。 According to the stator of the rotating electric machine according to the present invention, by alternately arranging the plurality of pole pieces and the yoke pieces, it is possible to secure a space for the automatic winding machine to enter between the teeth of each pole piece, High-speed winding and aligned winding can be easily performed. Also, a connecting wire between a coil wound around a tooth portion of a predetermined pole piece and a coil wound around a tooth portion of another pole piece different from the predetermined pole piece is adjacent to the predetermined pole piece. Since it is arranged and locked at the end of the yoke piece in the axial direction, a space for arranging the crossover can be secured, and the crossover can be reliably formed at high speed.
また、本発明に係る回転電機のステータの製造方法によれば、巻線工程において、複数の磁極片と複数の継鉄片が交互に配置されたステータコアを自動巻線機に取り付け、所定の磁極片のティース部にコイルを巻き付けるようにしたので、各磁極片のティース部間に自動巻線機が入る空間を確保することができ、高速巻線や整列巻線が容易に行える。また、コイルの巻き終わり線を、所定の磁極片に隣接する継鉄片の軸方向の端部で第２のバックヨーク部の内径側から外径側に引き出すようにしたので、渡り線を形成するために自動巻線機を動作させる空間を広く確保することができ、高速で確実に渡り線を形成することができる。従って、本発明によれば、工数および設備投資費の増加を伴うことなく、小形のステータに対しても高速な巻線作業を容易に行うことが可能となり、回転電機のステータの生産性向上、回転電機の高効率化および小形化を図ることができる。
この発明の上記以外の目的、特徴、観点および効果は、図面を参照する以下のこの発明の詳細な説明から、さらに明らかになるであろう。According to the method for manufacturing a stator of a rotating electrical machine according to the present invention, in a winding step, a stator core in which a plurality of magnetic pole pieces and a plurality of yoke pieces are alternately arranged is attached to an automatic winding machine, and a predetermined magnetic pole piece is provided. Since the coil is wound around the teeth, a space for the automatic winding machine to enter between the teeth of each magnetic pole piece can be secured, and high-speed winding and aligned winding can be easily performed. Also, since the winding end wire of the coil is drawn from the inner diameter side to the outer diameter side of the second back yoke portion at the axial end of the yoke piece adjacent to the predetermined pole piece, a crossover wire is formed. Therefore, a wide space for operating the automatic winding machine can be ensured, and the crossover can be formed at high speed and reliably. Therefore, according to the present invention, it is possible to easily perform high-speed winding work even on a small-sized stator without increasing man-hours and capital investment costs, thereby improving the productivity of the stator of the rotating electric machine, It is possible to increase the efficiency and reduce the size of the rotating electric machine.
Other objects, features, aspects and effects of the present invention will become more apparent from the following detailed description of the present invention which refers to the accompanying drawings.
実施の形態１．
以下に、本発明の実施の形態１に係る回転電機のステータとその製造方法について、図面に基づいて説明する。各図において、図中、同一、相当部分には同一符号を付している。また、図中、矢印Ｍは磁束が流れる方向を示している。なお、以下の説明において、軸方向とは、回転電機の軸方向である。
Hereinafter, a stator of a rotary electric machine according to
図１に示すように、本実施の形態１に係るステータ１を構成するステータコアは、各４個の磁極片と継鉄片を有している。第１の磁極片２ａ、第２の磁極片２ｂ、第３の磁極片２ｃ、および第４の磁極片２ｄ（総称して磁極片２という）は、薄板の電磁鋼板を軸方向に複数枚積層した構造である。磁極片２は、軸方向に対して垂直方向に延びる第１のバックヨーク部であるバックヨーク部４Ａと、バックヨーク部４Ａから突出したティース部５を有する。
As shown in FIG. 1, the stator core constituting the
また、第１の継鉄片３ａ、第２の継鉄片３ｂ、第３の継鉄片３ｃ、および第４の継鉄片３ｄ（総称して継鉄片３）は、薄板の電磁鋼板を軸方向に複数枚積層した構造である。継鉄片３は、軸方向に対して垂直方向に延びる第２のバックヨーク部であるバックヨーク部４Ｂを有している。なお、磁極片２のバックヨーク部４Ａと継鉄片３のバックヨーク部４Ｂは、特に区別する必要がない場合は、適宜バックヨーク部４と記載する。
In addition, the
磁極片２と継鉄片３は、ティース部５が内径側となるように交互に円環状に配置され、互いに隣接するバックヨーク部４Ａ、４Ｂの間の外周側に設けられた薄肉部６によって折り曲げ可能に連結されている。ただし、第４の継鉄片３ｄのバックヨーク部４Ｂと第１の磁極片２ａのバックヨーク部４Ａの間は、薄肉部６を有していない。
The
第４の継鉄片３ｄは、バックヨーク部４Ｂの長手方向の端部に、周方向に突出した結合凸部７を有し、第１の磁極片２ａは、バックヨーク部４Ａの長手方向の端部に、周方向に窪んだ結合凹部８を有している。結合凸部７と結合凹部８は、互いに嵌め合わされ結合されている。なお、結合凸部７と結合凹部８は逆に配置されていてもよい。
The
すなわち、互いに隣接するバックヨーク部４Ａ、４Ｂの連結部のうちの１箇所は、バックヨーク部４Ａの長手方向の端部に設けられた凸部（または凹部）と、バックヨーク部４Ｂの長手方向の端部に設けられた凹部（または凸部）が嵌め合わされた状態で結合されており、連結部の他の箇所は、所定の角度に折り曲げられた薄肉部６を有している。
That is, one of the connecting portions of the
磁極片２には、絶縁材料からなる第１のインシュレータ９Ａが設けられ、コイル１０は、第１のインシュレータ９Ａを介してティース部５に巻装されている。第１のインシュレータ９Ａは、コイル１０の巻き始め線１０Ａ、１０Ｂを配置するための巻き始め線配置部９ｓを有している。
The
複数の磁極片２のうち、所定の磁極片（図１では第１の磁極片２ａと第３の磁極片２ｃ）のティース部５に巻装されたコイル１０と、所定の磁極片とは別の磁極片（図１では第２の磁極片２ｂと第４の磁極片２ｄ）のティース部５に巻装されたコイル１０との間に、渡り線２０が形成されている。渡り線２０は、所定の磁極片に隣接する継鉄片（図１では第１の継鉄片３ａと第３の継鉄片３ｃ）の軸方向端部に配置されると共に、隣接する継鉄片に係止される。図１に示すように、巻き始め線１０Ａを巻き始めとして第１の磁極片２ａのティース部５に巻装されたコイル１０と、巻き始め線１０Ｂを巻き始めとして第２の磁極片２ｂのティース部５に巻装されたコイル１０は、渡り線２０を介して連続して巻き付けられている。
The
また、各々の継鉄片３のバックヨーク部４Ｂの内径側には、絶縁材料からなる第２のインシュレータ９Ｂが設けられている。第２のインシュレータ９Ｂは、渡り線２０を沿わせることで係止する渡り線係止部９ｔを有している（図１７参照）。
Further, a
渡り線２０は、第１の磁極片２ａに隣接する第１の継鉄片３ａを覆う第２のインシュレータ９Ｂの渡り線係止部９ｔに沿って曲げられることにより係止されている。また、渡り線２０は、第１の継鉄片３ａの軸方向端部で、第１の継鉄片３ａの内径側から外径側に引き出されている。
The connecting
さらに、渡り線２０は、第２の磁極片２ｂの巻き始め線１０Ｂとして、第２の磁極片２ｂに設けられた第１のインシュレータ９Ａの巻き始め線配置部９ｓに配置される。第２の磁極片２ｂのティース部５に巻装されたコイル１０の巻き終わり線１０Ｃは、第２の継鉄片３ｂの軸方向端部に配置され係止される。第３の磁極片２ｃと第４の磁極片２ｄ、および第３の継鉄片３ｃと第４の継鉄片３ｄも同様の構成となっている。
Furthermore, the
なお、図１に示す例では、第２の磁極片２ｂのティース部５に巻装されたコイル１０の巻き終わり線１０Ｃは、第２の継鉄片３ｂの軸方向端部に配置され係止されているが、巻き終わり線１０Ｃの処理はこれに限定されるものではない。第２の磁極片２ｂと第４の磁極片２ｄに巻装されたコイル１０の巻き終わり線１０Ｃは、渡り線を形成せず、切断されるものである。従って、巻き終わり線１０Ｃは、第２の磁極片２ｂあるいは第４の磁極片２ｄの軸方向端部に配置され係止されていてもよい。
In the example shown in FIG. 1, the winding end wire 10C of the
図２は、ステータ１の製造方法の流れを説明するフローチャートである。本実施の形態１に係るステータ１の製造方法は、ステップＳ０１の打ち抜き工程、ステップＳ０２の巻線工程、およびステップＳ０３のコア閉じ工程を含んでいる。
FIG. 2 is a flowchart illustrating the flow of the method for manufacturing the
ステップＳ０１の打ち抜き工程について、図３を用いて説明する。図３は、電磁鋼板から鋼板片を板取りする場合の板取図である。電磁鋼板３１上には２つの鋼板片３２が配置されている。各々の鋼板片３２は、磁極片２のバックヨーク部４Ａの長手方向と継鉄片３のバックヨーク部４Ｂの長手方向が、電磁鋼板３１の圧延方向すなわち長手方向と一致するように配置されている。
The punching step in step S01 will be described with reference to FIG. FIG. 3 is a plan view in the case where a steel sheet piece is cut from an electromagnetic steel sheet. Two
また、鋼板片３２の長手方向とバックヨーク部４の長手方向は、電磁鋼板３１の送り方向（図中、矢印Ａで示す）と一致している。２つの鋼板片３２は、互いのティース部５が対向するように配置されると共に、一方の鋼板片３２の２つのティース部５の間に、他方の鋼板片３２のティース部５が収まるように配置される。
The longitudinal direction of the
鋼板片３２は、電磁鋼板３１からプレスで打ち抜かれる。プレス内において所定枚数の鋼板片３２が軸方向に積層され、カシメにより固定されてステータコアが作製される。その後、磁極片２のティース部５の外周に、絶縁樹脂からなる第１のインシュレータ９Ａが一体成形され、取り付けられる。また、継鉄片３の内周に、絶縁樹脂からなる第２のインシュレータ９Ｂが一体成形され、取り付けられる。なお、図３において、斜線部の面積Ａ０は、１つの鋼板片３２の面積である。The
次に、ステップＳ０２の巻線工程について、図４を用いて説明する。図４（ａ）は、巻線作業中のステータコアと自動巻線機を示す上面図、図４（ｂ）は、図４（ａ）中、Ｘ−Ｘで示す部分の断面図、図４（ｃ）は、自動巻線機による渡り線形成処理を説明する図である。なお、図４（ａ）は、第１の磁極片２ａと第３の磁極片２ｃのティース部５にコイル１０を巻き付けた状態を示している。
Next, the winding step of step S02 will be described with reference to FIG. 4A is a top view showing the stator core and the automatic winding machine during the winding operation, FIG. 4B is a cross-sectional view of a part indicated by XX in FIG. 4A, FIG. (c) is a diagram illustrating a crossover forming process by the automatic winding machine. FIG. 4A shows a state where the
巻線工程では、前述の打ち抜き工程で作製された直線状のステータコアを自動巻線機２１に取り付けて巻線作業を行う。自動巻線機２１は、巻線前の磁極片２および継鉄片３を固定するための固定治具２２と、コイル供給巻付用の第１のフライヤ２３Ａおよび第２のフライヤ２３Ｂ（総称してフライヤ２３）を備えている。固定治具２２は、図４（ｂ）に示すように、ベース部２４、押さえ板２５、およびネジ２６を備えている。磁極片２および継鉄片３は、各々のバックヨーク部４Ａ、４Ｂの長手方向が一致している状態で、ベース部２４の軸方向端面に設置される。
In the winding step, the linear stator core produced in the above-described punching step is mounted on the automatic winding
図４（ｂ）に示すように、継鉄片３の径方向外側の端面とベース部２４とを面接触させることにより、ステータコアが位置決めされる。押さえ板２５は、継鉄片３のバックヨーク部４Ｂをベース部２４の軸方向に板挟みして固定するものである。ステータコアは、継鉄片３のバックヨーク部４Ｂを押さえ板２５とベース部２４で挟み込まれ、ネジ２６で固定される。
As shown in FIG. 4B, the stator core is positioned by bringing the radially outer end face of the
フライヤ２３は、旋回中心（図４（ａ）中、Ｂで示す）が磁極片２のティース部５の長手方向と一致するように配置され、磁極片２のティース部５の長手方向と一致する方向（図４（ａ）中、矢印Ｃで示す）にスライド動作する。また、フライヤ２３は、磁極片２のバックヨーク部４Ａの長手方向と一致する方向（図４（ａ）中、矢印Ｄで示す）にもスライド動作する。
The
巻線工程において、所定の磁極片２のティース部５に巻かれたコイル１０の巻き終わり線は、この磁極片２の軸方向端部でティース部５側からバックヨーク部４Ａ側に引き出されることなく、この磁極片２と隣接する継鉄片３の軸方向端部でバックヨーク部４Ｂの内径側から外径側に引き出される。
In the winding process, the winding end line of the
具体的には、第１のフライヤ２３Ａは、第１の磁極片２ａのティース部５への巻線作業が終わった後、図４（ａ）中矢印Ｄで示す方向にスライド移動され、隣接する第２の磁極片２ｂのティース部５と第１のフライヤ２３Ａの旋回中心Ｂが対向する位置まで移動される。このとき、第１の磁極片２ａのティース部５に巻き付けたコイル１０の巻き終わり線を切断することなく、これを渡り線２０とする。
Specifically, the
自動巻線機２１の渡り線形成処理について、図４（ｃ）を用いて説明する。第１のフライヤ２３Ａは、第１の磁極片２ａから、隣接する第１の継鉄片３ａに設けられた第２のインシュレータ９Ｂに渡り線２０を沿わせる。続いて、第２のインシュレータ９Ｂの渡り線係止部９ｔにおいて渡り線２０を曲げ、クセを付けて仮止めをする。その後、渡り線２０を第２の磁極片２ｂに設けられた第１のインシュレータ９Ａの巻き始め線配置部９ｓに配置する。なお、渡り線２０は第２のインシュレータ９Ｂを介して第１の継鉄片３ａに配置されるため、絶縁が確保されている。
The crossover wire forming process of the automatic winding
続いて、第１のフライヤ２３Ａは、第２の磁極片２ｂのティース部５に対してコイル１０を巻き付ける。この時のコイル１０の巻き付け方向は、第１の磁極片２ａのティース部５に対するコイル１０の巻き付け方向とは逆方向である。
Subsequently, the
なお、第１のフライヤ２３Ａが第１の磁極片２ａに巻線する動作と同期して、第２のフライヤ２３Ｂは第３の磁極片２ｃに巻線する。同様に、第１のフライヤ２３Ａが第１の磁極片２ａから第２の磁極片２ｂに渡り線を形成する動作と同期して、第２のフライヤ２３Ｂは第３の磁極片２ｃから第４の磁極片２ｄに渡り線を形成する。さらに、第１のフライヤ２３Ａが第２の磁極片２ｂに巻線する動作と同期して、第２のフライヤ２３Ｂは第４の磁極片２ｄに巻線する。
The second flyer 23B is wound around the
本実施の形態１に係るステータは、第１の磁極片２ａと第２の磁極片２ｂとの間に第１の継鉄片３ａがあることで、第１の磁極片２ａと第２の磁極片２ｂのティース部５間の距離（図４（ａ）中、Ｅ１で示す）が大きくなる。これにより、ステータ１が小形であっても、フライヤ２３が入る空間を確保することができる。
The stator according to the first embodiment has the first
図４（ａ）において、Ｌaは第１のフライヤ２３Ａの旋回半径を示し、Ｌbは第１の磁極片２ａの巻き終わり線を第１の継鉄片３ａの内径側から外径側に移動させたときの、第１の継鉄片３ａの内径側の輪郭と巻き終わり線が交差する位置と、第１のフライヤ２３Ａの旋回中心Ｂとの距離であり、Ｌa＜Ｌbとなるように設定される。
In FIG. 4 (a), La indicates the turning radius of the
つまり、第２の磁極片２ｂにコイル１０を巻くときに、第１のフライヤ２３Ａの旋回中心Ｂに対して、第１のフライヤ２３Ａの外径部よりも第１の磁極片２ａの巻き終わり線が遠い位置となる。これにより、第２の磁極片２ｂの巻線中に、第１のフライヤ２３Ａを外径側に移動させたとしても、第１のフライヤ２３Ａが第１の磁極片２ａの巻き終わり線に干渉しない。よって、巻き終わり線の変形や傷が発生せず、コイル１０の高密度化が可能となる。
That is, when the
なお、図４（ｃ）において、第１の磁極片２ａの巻き終わり線は、渡り線２０として第１の継鉄片３ａの軸方向端部に配置されるが、その際、薄肉部６付近で内径側から外径側に移動させてもよい。こうすることで、巻線工程の後のコア閉じ工程で薄肉部６を折り曲げる際に、渡り線２０が突っ張ったり、もしくは弛んだりすることを抑制できる。
In FIG. 4C, the winding end line of the
ただし、小形の回転電機のステータにおいては、渡り線２０の突っ張りや弛みはわずかな量であり、問題とならないことがある。また、小形の回転電機のステータの場合、渡り線形成処理を高速にすると自動巻線機が振動し、フライヤ２３と渡り線２０が干渉する可能性がある。このため、第１の継鉄片３ａの軸方向端部で渡り線２０を内径側から外径側に引き出す位置は、それぞれの製品にとって有利となる位置にすればよい。
However, in the stator of the small rotating electric machine, the tension and slack of the
次に、ステップＳ０３のコア閉じ工程について、図５を用いて説明する。全ての磁極片２のティース部５への巻線作業が完了すると、続いてコア閉じ工程が実施される。コア閉じ工程では、ティース部５が内径側になるように磁極片２と継鉄片３を円環状に折り曲げ、両端部を突き合わせて結合する。具体的には、各磁極片２のティース部５の自由端側の先端部を芯金３０に順次押し当て、磁極片２および継鉄片３を巻線時の直線形状から円環形状に折り曲げる。
Next, the core closing step of step S03 will be described with reference to FIG. When the work of winding all the
円環状に閉じる際に突き合わされる磁極片２と継鉄片３の端面には、それぞれ結合凸部７と結合凹部８が形成されており、周方向からの挿入により両端面が嵌合される。突き合わせ面に結合凸部７と結合凹部８を設けることにより、半径方向の位置ずれを抑制することができ、ステータコアの内径真円度が向上する。嵌合後、例えばＴＩＧ溶接や接着のような接合手段によって突き合わせた端面同士を結合する。コア閉じ工程が終了すると、本実施の形態１に係るステータ１が完成する。
At the end faces of the
次に、本実施の形態１に係るステータ１の特徴を明確にするために、比較例との対比を行う。図６は、本発明の比較例であるステータを示す断面図、図７は、比較例のステータにおけるステータコアの板取図、図８は比較例のステータにおける巻線作業を説明する図である。なお、図８において、固定治具や渡り線は図示を省略している。
Next, in order to clarify the characteristics of the
図６に示すように、比較例のステータ１０１は、４個の磁極片１０２を有し、各磁極片１０２の間に継鉄片を有していない。磁極片１０２は、薄板の電磁鋼板を軸方向に沿って複数枚積層する構造であり、積層方向に対して垂直方向に延びるバックヨーク部１０４とバックヨーク部１０４から内径側に突出したティース部１０５を有する。磁極片１０２のティース部１０５には、インシュレータを介してコイル１１０が巻装されている。磁極片１０２は、互いに隣接するバックヨーク部１０４の外周の薄肉部１０６により折り曲げ可能に連結されている。
As shown in FIG. 6, the
また、図７に示すように、比較例のステータ１０１のステータコアとなる鋼板片１３２は、それぞれの磁極片１０２のバックヨーク部１０４の長手方向が一致している。鋼板片１３２は、磁極片１０２のバックヨーク部１０４の長手方向が電磁鋼板３１の送り方向（図中、矢印Ａで示す）と一致している。
As shown in FIG. 7, the longitudinal direction of the
２つの鋼板片１３２は、互いのティース部１０５が対向するように配置されるとともに、一方の鋼板片１３２の２つのティース部１０５間に、他方の鋼板片１３２のティース部１０５が収まるように配置される。なお、図７において、斜線部の面積Ｂ０は、１つの鋼板片１３２の面積である。The two
本実施の形態１に係るステータ１と比較例のステータ１０１の磁性材料使用率の差異について、図３および図７を用いて説明する。図３に示すステータ１の板取り配置では、材料使用率（２Ａ０／（Ｌ１×Ｌ２））は３７．８％である。また、図３に示すステータ１の板取り配置では、磁極片２と継鉄片３のバックヨーク部４を流れる磁束の方向Ｍと電磁鋼板３１の圧延方向が一致している。The difference in the usage rate of the magnetic material between the
これに対し、図７に示す比較例のステータ１０１の板取り配置では、材料使用率（２Ｂ０／（Ｌ３×Ｌ４））は３６．７％である。すなわち、磁極片２と継鉄片３とから構成されるステータ１の方が、磁極片１０２のみから構成されるステータ１０１よりも高い材料使用率が得られる。また、図７に示すステータ１０１の板取り配置では、磁極片１０２のバックヨーク部１０４を流れる磁束の方向Ｍが電磁鋼板３１の圧延方向と一致している割合が、図３に示すステータ１の板取り配置よりも少ない。On the other hand, in the plate layout of the
一般的に、電磁鋼板３１の圧延方向とこれに直交する方向とでは、圧延方向の方が磁気抵抗は小さく、鉄損を低減することができる。このため、本実施の形態１に係るステータ１の板取り配置の方が、比較例のステータ１０１の板取り配置に比べて、良好な磁気特性のステータコアが得られる。
Generally, between the rolling direction of the
また、図８に示すように、比較例のステータ１０１の場合、自動巻線機２１で磁極片１０２のティース部１０５に巻線作業をする際、ティース部１０５のバックヨーク部１０４側に巻線しようとすると、フライヤ２３の旋回面（図８中、Ｑで示す）とバックヨーク部１０４が干渉する。このため、フライヤ２３だけを用いてこの部位に巻線することは難しい。
As shown in FIG. 8, in the case of the
これに対し、本実施の形態１に係るステータ１の場合、図４（ａ）に示すように、磁極片２のティース部５に巻線作業をする際、継鉄片３のバックヨーク部４Ｂはフライヤ２３の旋回面（図４（ａ）中、Ｑで示す）よりも外径側に位置している。このため、継鉄片３のバックヨーク部４Ｂがフライヤ２３に干渉することを避けることができる。
On the other hand, in the case of the
また、本実施の形態１に係るステータ１の巻線時のティース部５間のピッチＥ１（図４（ａ））と、比較例のステータ１０１の巻線時のティース部１０５間のピッチＥ２（図８）を比較すると、Ｅ１＞Ｅ２である。このため、ステータ１は、巻線作業の際にフライヤ２３が入る空間を広く確保することができ、隣接する磁極片２のティース部５がフライヤ２３と干渉することを避けることができる。
Further, the pitch E1 between the
また、本実施の形態１に係るステータ１の方が、比較例のステータ１０１よりも、渡り線を配置するために自動巻線機２１を動作させる空間を広く確保することができ、高速で確実に渡り線を形成することができる。この空間が狭いと、ステータコアやインシュレータの寸法ばらつき、もしくは高速動作時の自動巻線機２１の振動によって、自動巻線機２１とワークが干渉する可能性がある。
In addition, the
次に、本実施の形態１に係るステータ１を構成する磁極片２と継鉄片３の関係について、図９および図１０を用いて説明する。図９（ａ）は、本実施の形態１に係るステータの構成を示す断面図であり、図９（ｂ）は本実施の形態１に係るステータの巻線時の形状を示している。
Next, the relationship between the
本実施の形態１に係るステータ１は、磁極片２のバックヨーク部４Ａの長手方向の寸法が、継鉄片３のバックヨーク部４Ｂの長手方向の寸法よりも長い。このため、図９（ａ）において、磁極片２のバックヨーク部４Ａの長手方向の両側の端面１１が中心軸Ｏに対して形成する角度をθ１、継鉄片３のバックヨーク部４Ｂの両側の端面が中心軸Ｏに対して形成する角度をθ２とする時、θ１＞θ２となる。
In the
また、図９（ｂ）に示すように、本実施の形態１に係るステータ１の場合、インシュレータ９Ａの背面全面に、磁極片２のバックヨーク部４Ａが存在する。従って、磁極片２のバックヨーク部４Ａの長手方向と継鉄片３のバックヨーク部４Ｂの長手方向が一致するように配置して、磁極片２のティース部５にコイル１０を巻き付ける際、インシュレータ９Ａのバックヨーク部４Ａ側への倒れを抑制することができる。
Further, as shown in FIG. 9B, in the case of the
一方、比較例として、磁極片２のバックヨーク部４Ａの長手方向の寸法と継鉄片３のバックヨーク部４Ｂの長手方向の寸法が等しいステータ１Ａについて説明する。図１０（ａ）は、比較例のステータの構成を示す断面図であり、図１０（ｂ）は、比較例のステータの巻線時の形状を示している。
On the other hand, as a comparative example, a
比較例のステータ１Ａの場合、図１０（ａ）に示すように、磁極片２のバックヨーク部４Ａの長手方向の両側の端面１１が中心軸Ｏに対して形成する角度をθ３、継鉄片３のバックヨーク部４Ｂの両側の端面が中心軸Ｏに対して形成する角度をθ４とする時、θ３＝θ４となる。
In the case of the
また、図１０（ｂ）に示すように、比較例のステータ１Ａの場合、インシュレータ９Ａの背面の一部（図１０（ｂ）中、９ｐで示す）には、バックヨーク部４Ａが存在しない。このため、磁極片２のバックヨーク部４Ａの長手方向と継鉄片３のバックヨーク部４Ｂの長手方向が一致するように配置して磁極片２のティース部５にコイル１０を巻き付ける際、背面にバックヨーク部４Ａがない部分では、インシュレータ９Ａのバックヨーク部４Ａ側への倒れが生じる。従って、本実施の形態１に係るステータ１においては、磁極片２のバックヨーク部４Ａの長手方向の寸法を、継鉄片３のバックヨーク部４Ｂの長手方向の寸法よりも長くする。
Further, as shown in FIG. 10 (b), when the
次に、本実施の形態１に係るステータに取り付けられるインシュレータの変形例について、図１１を用いて説明する。図１１（ａ）は、本実施の形態１に係るステータの巻線作業の変形例を説明する上面図、図１１（ｂ）は、図１１（ａ）中、Ａ−Ａで示す部分の断面図である。なお、図１１において、バックヨーク部４の長手方向をＸ方向、ティース部５の長手方向をＹ方向、および電磁鋼板３１の積層方向（回転電機の軸方向）をＺ方向とする。
Next, a modified example of the insulator attached to the stator according to the first embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 11A is a top view illustrating a modification of the winding operation of the stator according to the first embodiment, and FIG. 11B is a cross-sectional view of a portion indicated by AA in FIG. FIG. In FIG. 11, the longitudinal direction of the
図４に示す例では、磁極片２に装着される第１のインシュレータ９Ａと、継鉄片３に装着される第２のインシュレータ９Ｂを別部材としていたが、図１１（ａ）に示すように、磁極片２にのみ、絶縁材料からなるインシュレータ９ａ、９ｂ、９ｃ、９ｄ（総称してインシュレータ９）を設け、磁極片２の一部と隣接する継鉄片３の一部を覆うようにしてもよい。これにより、第２のインシュレータ９Ｂが不要となるため、部品数を減らすことができ、より安価なステータを提供することができる。
In the example shown in FIG. 4, the
図１１（ｂ）において、破線Ｂ−Ｂは、第１の磁極片２ａと第１の継鉄片３ａの境界線を示し、図中、左側が第１の磁極片２ａの領域、右側が第１の継鉄片３ａの領域である。第１の磁極片２ａには、インシュレータ９ａが装着されており、そのＸ方向の端部は、第１の磁極片２ａを超え、隣接する第１の継鉄片３ａの領域まで伸びている。また、第２の磁極片２ｂに装着されたインシュレータ９ｂも、そのＸ方向の端部は、第２の磁極片２ｂを超え、隣接する第１の継鉄片３ａの領域まで伸びている。
In FIG. 11B, a broken line BB indicates a boundary line between the first
また、隣り合う２つのインシュレータ９ａ、９ｂの各々のＺ方向に平行な端部は、継鉄片３の内径側においてＺ方向の段差部Ｄを有して対向している。インシュレータ９ｂはＺ方向寸法がコア端面に対して長いため、インシュレータ９ａとの間に段差部Ｄが生じる。すなわち、段差部Ｄは、インシュレータ９ｂのＺ方向端部の輪郭と、インシュレータ９ａのＸ方向端部の輪郭で構成される。この段差部Ｄに沿って渡り線２０を配置することで、渡り線２０を係止することができる。
The ends of the two adjacent insulators 9a and 9b parallel to the Z direction are opposed to each other with a step D in the Z direction on the inner diameter side of the
また、２つのインシュレータ９ａ、９ｂの各々のＺ方向に平行な端部は、コイル１０の巻線の径寸法よりも小さい隙間Ｔを介して対向している。これにより、ステータコアへの巻線の接触を防止することができ、より絶縁品質が高いステータを提供することができる。
The ends of each of the two insulators 9a and 9b parallel to the Z direction face each other via a gap T smaller than the diameter of the winding of the
なお、本実施の形態１では、ステップＳ０２の巻線工程において、ステータコアを直線状態で巻線作業するようにしたが、逆反り状態で巻線作業するようにしてもよい。その場合、逆反り工程が必要となるものの、渡り線形成処理の際に自動巻線機２１を動作させる空間をさらに広く確保することができ、より小形のステータに対して渡り線形成処理の高速化が図られる。巻線作業の際にステータコアを直線状態とするか逆反り状態とするかは、使用する回転電機のステータとして有利な方を採用すればよい。
In the first embodiment, in the winding step of step S02, the winding work is performed in a straight state on the stator core. However, the winding work may be performed in a reverse warped state. In that case, although a reverse warp step is required, a wider space for operating the automatic winding
以上のように、本実施の形態１に係るステータ１によれば、各々複数の磁極片２と継鉄片３を交互に配置することにより、各磁極片２のティース部５間の距離が大きくなるようにしているので、自動巻線機２１が入る空間を確保することができ、高速巻線や整列巻線が容易に行える。また、渡り線２０を磁極片２に隣接する継鉄片３の軸方向端部に配置して係止するようにしたので、渡り線２０を配置する空間を確保することができ、高速で確実に渡り線を形成することができる。
As described above, according to
また、本実施の形態１に係る回転電機のステータ１の製造方法によれば、巻線工程において、磁極片２と継鉄片３が交互に配置されたステータコアを自動巻線機２１に取り付け、磁極片２のティース部５にコイル１０を巻き付けるようにしたので、継鉄片３が無い場合よりも各磁極片２のティース部５間の距離が大きくなり、自動巻線機２１とワークとの干渉をさけることができ、高速巻線や整列巻線が容易に行える。
Further, according to the method of
また、コイル１０の巻き終わり線を磁極片２と隣接する継鉄片３の軸方向端部でバックヨーク部４Ｂの内径側から外径側に引き出すようにしたので、渡り線２０を形成するために自動巻線機２１を動作させる空間を広く確保することができ、高速で確実に渡り線を形成することができる。さらに、ステータコアを逆反り状態とせずに、ステータコアが打ち抜かれた直線状態のまま巻線作業および渡り線形成処理をすることができるため、逆反り工程が不要となり、設備投資費や工数を削減することができる。
In addition, since the winding end wire of the
これらのことから、本実施の形態１によれば、工数および設備投資費の増加を伴うことなく、小形のステータに対しても高速な巻線作業を容易に行うことが可能となり、回転電機のステータの生産性向上、回転電機の高効率化および小形化を図ることができる。 From these facts, according to the first embodiment, high-speed winding work can be easily performed even on a small-sized stator without increasing man-hours and capital investment costs. It is possible to improve the productivity of the stator, increase the efficiency and reduce the size of the rotating electric machine.
実施の形態２．
図１２（ａ）は、本発明の実施の形態２に係る回転電機のステータの構成を示す上面図、図１２（ｂ）は、図１２（ａ）中、Ｙ−Ｙで示す部分の断面図である。本実施の形態２に係る回転電機のステータ５１は、磁極片５２と継鉄片５３に設けられた凸部と凹部により連結を行うものである。なお、その他の構成については上記実施の形態１と同様であるので説明を省略する。
FIG. 12A is a top view illustrating a configuration of a stator of a rotating electric machine according to
本実施の形態２に係るステータ５１の磁極片５２および継鉄片５３は、上記実施の形態１と同様に、軸方向に積層された複数の薄板からなる。磁極片５２には、第１のインシュレータ９Ａが設けられ、コイル１０は、第１のインシュレータ９Ａを介してティース部５５に巻装されている。図１２（ｂ）に示すように、磁極片５２と継鉄片５３の連結部は、磁極片５２のバックヨーク部の長手方向端部の薄板に設けられた凸部５７または凹部５８と、継鉄片５３のバックヨーク部の長手方向端部の薄板に設けられた凹部または凸部が軸方向に嵌め合わされた状態で結合されている。凸部５７と凹部５８はカシメ止めされ、折り曲げ可能に連結している。
The
上記実施の形態１に係るステータ１のように、磁極片５２と継鉄片５３の連結部に薄肉部６を有する場合、コア閉じ工程において、各磁極片２のティース部５の自由端側の先端部を芯金３０に順次押し当てることにより、薄肉部６を所定の角度に折り曲げながら、磁極片２および継鉄片３を円環形状にする。これに対し、本実施の形態２では、折り曲げの際の回転中心が凸部５７と凹部５８により決まっているので、特別な治具や装置を用いることなく、磁極片５２と継鉄片５３を円環形状に折り曲げることができる。
As in the
また、上記実施の形態１に係るステータ１の場合、コア閉じ工程において薄肉部６を複数回折り曲げると、亀裂が生じて磁気抵抗が高くなり、磁気特性を低下させる等の不具合が生じることがある。これに対し、本実施の形態２に係るステータ５１は、コア閉じ工程において複数回折り曲げても亀裂が生じることなく、不具合が発生しにくい。
Further, in the case of the
本実施の形態２によれば、上記実施の形態１と同様の効果に加え、上記実施の形態１よりもコア閉じ工程の治具や装置を簡略化することができ、不具合が発生しにくいため生産性の向上がさらに図られる。 According to the second embodiment, in addition to the same effects as in the first embodiment, the jigs and devices in the core closing step can be simplified and the inconvenience is less likely to occur than in the first embodiment. The productivity is further improved.
実施の形態３．
図１３は、本発明の実施の形態３に係る回転電機のステータを示す上面図である。本実施の形態３では、上記実施の形態１に係るステータ１よりも磁極片２および継鉄片３の数を増やした構造の３相（Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相）交流の電源を投入する回転電機のステータについて説明する。本実施の形態３に係るステータ６１は、各６個の磁極片と継鉄片を有している。
FIG. 13 is a top view showing a stator of a rotary electric machine according to
図１３に示すように、ステータ６１は、第１の磁極片６２ａ、第２の磁極片６２ｂ、第３の磁極片６２ｃ、第４の磁極片６２ｄ、第５の磁極片６２ｅ、および第６の磁極片６２ｆ（総称して磁極片６２）と、第１の継鉄片６３ａ、第２の継鉄片６３ｂ、第３の継鉄片６３ｃ、第４の継鉄片６３ｄ、第５の継鉄片６３ｅ、および第６の継鉄片６３ｆ（総称して継鉄片６３）を有している。なお、磁極片６２、継鉄片６３、およびインシュレータの構成については、上記実施の形態１と同様であるので、ここでは説明を省略する。
As shown in FIG. 13, the
本実施の形態３に係るステータ６１の継鉄片６３の内径側の巻線スペースについて、図１４を用いて説明する。図１４に示すように、ステータ６１を円環状とした際に、継鉄片６３の長手方向の両側の端部とステータ６１の中心軸Ｏと結んだ線と、磁極片６２のティース部６５の内径の輪郭を延長した線とで囲まれた領域Ｐ（図１４中、斜線部で示す）が、継鉄片６３の内径側の巻線スペースである。コイル１０は、磁極片６２のバックヨーク部の内径側の空間のみならず、隣接する継鉄片６３のバックヨーク部の内径側の空間にも配置されている。
The winding space on the inner diameter side of the
上記実施の形態１に係るステータ１は、継鉄片３の内径側の巻線スペースにコイル１０をわずかしか巻き込んでいなかったが（図９参照）、本実施の形態３に係るステータ６１は、磁極片６２のティース部６５に巻かれたコイル１０が、継鉄片６３の内径側の巻線スペースＰに占める割合が大きい。このように、継鉄片６３の内径側の領域までコイル１０を巻き込んでいることで、同一空間であっても、よりコイル密度が高いステータ６１を提供することができる。
In the
ステータ６１を構成する同一相（例えばＵ相）のコイル１０間の渡り線形成処理について、図１５を用いて説明する。本実施の形態３では、第１の磁極片６２ａのティース部６５にコイル１０を巻き付けた後、これを切断せず、連続して第４の磁極片６２ｄにコイルを巻き付ける。このとき、第１の磁極片６２ａの巻き終わり線を第１の磁極片６２ａに取り付けられた第１のインシュレータ９Ａでバックヨーク６４Ａ側に引き出すことをせず、渡り線２０として、隣接する第２の継鉄片６３ｂのバックヨーク６４Ｂ側に引き出す。第２の継鉄片６３ｂと渡り線２０の絶縁は、第２のインシュレータ９Ｂによって確保される。
The process of forming a crossover between
渡り線２０は、第２のインシュレータ９Ｂの渡り線係止部９ｔに沿って変形されることにより、位置が規制される。さらに、渡り線２０は、巻き始め線１０Ｂとして第４の磁極片６２ｄに取り付けられた第１のインシュレータ９Ａの巻き始め線配置部９ｓに配置される。この巻き始め線１０Ｂを巻き始めとして、第４の磁極片６２ｄのティース部６５にコイル１０が巻き付けられる。なお、Ｖ相、Ｗ相についても同様に、渡り線形成処理が実施される。
The position of the
本実施の形態３による渡り線形成処理では、渡り線２０と他相（Ｖ相、Ｗ相）の巻線との干渉を抑制することができ、コイル密度を高めることができる。仮に、第１の磁極片６２ａの巻き終わり線を、隣接していない継鉄片（例えば第３の継鉄片６３ｃまたは第４の継鉄片６３ｄ）、あるいは第２の磁極片６２ｂ、第３の磁極片６２ｃ等でバックヨーク部６４側に引き出して渡り線にした場合、他相の巻線をする際にこの渡り線と干渉し、整列巻線ができない。
In the crossover wire forming process according to the third embodiment, interference between the
図１６（ａ）は、本実施の形態３に係るステータを構成するステータコアを示す上面図、図１６（ｂ）はステータコアの継鉄片の拡大図である。また、図１７は、本実施の形態３に係るステータコアの継鉄片に装着されるインシュレータを示す斜視図、図１８は本実施の形態３に係るステータコアの継鉄片にインシュレータを装着した状態を示す上面図である。 FIG. 16A is a top view showing a stator core constituting the stator according to the third embodiment, and FIG. 16B is an enlarged view of a yoke piece of the stator core. FIG. 17 is a perspective view showing an insulator mounted on the yoke of the stator core according to the third embodiment. FIG. 18 is a top view showing a state where the insulator is mounted on the yoke of the stator core according to the third embodiment. FIG.
上記実施の形態１では、第２のインシュレータ９Ｂを継鉄片３に一体成形する製造方法としたが、本実施の形態３では、第２のインシュレータ９Ｂを成形しておき、これを継鉄片６３に装着する製造方法としている。なお、本実施の形態３に係るステータ６１のその他の製造方法については、上記実施の形態１と同様であるので説明を省略する。
In the first embodiment, the
図１６に示すように、本実施の形態３に係るステータ６１の継鉄片６３は、バックヨーク部の内径側にアリ溝状のインシュレータ挿入部６３sを有している。インシュレータ挿入部６３ｓは、バックヨーク部の内径側に突出しており、その突出方向の長さ寸法は、巻線作業時に自動巻線機と接触しない寸法に設定される。
As shown in FIG. 16, the
図１７に示すように、継鉄片６３に装着される第２のインシュレータ９Ｂは、コア挿入部９ｉと渡り線係止部９ｔを有する。継鉄片６３のインシュレータ挿入部６３ｓと、第２のインシュレータ９Ｂのコア挿入部９ｉを合わせるようにして、第２のインシュレータ９Ｂをステータコアの積層方向から挿入する。このとき、第２のインシュレータ９Ｂのコア挿入部９ｉは貫通していないため、その面を継鉄片６３に当てることで軸方向の位置決めができる。これにより、第２のインシュレータ９Ｂの渡り線係止部９ｔは、継鉄片６３の軸方向上側に配置される。
As shown in FIG. 17, the
なお、インシュレータ挿入部６３ｓは、突起形状に限定されるものではなく、穴で構成してもよい。この場合、第２のインシュレータ９Ｂ側に突起部を設ける。ただし、継鉄片６３は磁路となるため、その断面積を削ると磁気抵抗が増加し、回転電機の効率の低下を招く可能性がある。このためインシュレータ挿入部６３ｓは、突起形状とすることが望ましい。
In addition, the insulator insertion portion 63s is not limited to the protrusion shape, and may be configured by a hole. In this case, a projection is provided on the
本実施の形態３に係るステータの巻線作業について、図１９を用いて説明する。なお、図１９では、自動巻線機２１の固定部品を省略している。自動巻線機２１は、３個のフライヤ２３が同期して磁極片６２のティース部６５に巻線作業を行う。継鉄片６３に装着された第２のインシュレータ９Ｂは、フライヤ２３の旋回面Ｑよりも外側（ステータの外径側）に位置している。このため、第２のインシュレータ９Ｂがフライヤ２３に干渉することを避けることができる。
The winding operation of the stator according to the third embodiment will be described with reference to FIG. In FIG. 19, fixed parts of the automatic winding
なお、自動巻線機２１のフライヤ２３の数は、対象とする回転電機のステータに応じて決めればよい。上記実施の形態１では、２個のフライヤ２３を備えた自動巻線機２１を用い、本実施の形態３では、３個のフライヤ２３を備えた自動巻線機２１を用いている。このように、同相内の連続巻きする磁極片の数と同じ数のフライヤ２３を有する自動巻線機２１を用いることにより、１つの相の巻線作業の時間でステータ１台分の巻線作業を完了することができ、生産性が向上する。
Note that the number of
図２０は、本実施の形態３に係るステータの巻線作業に用いられる自動巻線機の変形例を示している。この変形例では、３本のノズル４１ａ、４１ｂ、４１ｃ（総称してノズル４１）がノズル取付板４０に取り付けられている。ノズル取付板４０は、磁極片６２のティース部６５の長手方向と一致する方向（図中、矢印Ｃで示す）、磁極片６２のバックヨーク部の長手方向と一致する方向（図中、矢印Ｄで示す）、および軸方向に駆動し、ティース部６５の周辺を四角軌道で動作することで、コイルの巻き付けをする。
FIG. 20 shows a modification of the automatic winding machine used for the winding work of the stator according to the third embodiment. In this modified example, three
さらに、この変形例では、ノズル取付板４０に取り付けられた３本のノズル４１を、それぞれの駆動方向に対して１つの駆動軸で同時に動作させることができる。これにより、図１９に示す自動巻線機２１に比べて自動巻線機の費用を抑制することができる。
Further, in this modified example, the three nozzles 41 attached to the
なお、本実施の形態３では、各６個の磁極片６２と継鉄片６３を備えたステータ６１について説明したが、磁極片６２と継鉄片６３の数は限定されるものではない。さらに多数、例えば各１６個または各１８個の磁極片６２と継鉄片６３を備えたステータを構成することができる。
In the third embodiment, the
本実施の形態３によれば、上記実施の形態１と同様の効果に加え、磁極片６２のティース部６５の数を増やすことにより、回転電機に生じるトルクの脈動を抑制することができる。また、継鉄片６３の内径側の空間までコイル１０を巻き込んでいるため、コイル密度が高いステータ６１が得られ、回転電機の高効率化および小形化が図られる。さらに、第２のインシュレータ９Ｂを継鉄片６３とは別に成形するようにしたので、第２のインシュレータ９Ｂの樹脂成形金型を小さくすることができ、金型の費用を抑制することができる。
According to the third embodiment, in addition to the same effects as in the first embodiment, by increasing the number of
実施の形態４．
図２１（ａ）は、本発明の実施の形態４に係る回転電機のステータを示す上面図、図２１（ｂ）は、本実施の形態４に係るステータを覆うステータモールドを示す図である。図２１（ｂ）において、斜線部分は、ステータモールド１２で覆われている領域を示している。
FIG. 21A is a top view illustrating a stator of a rotary electric machine according to
本実施の形態４に係るステータ６１Ａは、上記実施の形態３に係るステータ６１（図１３参照）にステータモールド１２を追加したものである。ステータモールド１２は、ステータ６１Ａの磁極片６２、継鉄片６３、コイル１０、および渡り線２０を覆う構造である。図２１（ｂ）に示すように、ステータモールド１２は、磁極片６２および継鉄片６３を有するステータコアの外径よりも大きい外径と、ティース部６５の内径とほぼ同じ寸法の内径を有している。
The
ステータモールド１２の製造方法について説明する。上記実施の形態３に係るステータ６１（図１３）を樹脂成形金型の内部に設置し、樹脂を注入してステータモールド１２を成形する。樹脂としては、例えばポリフェニレンサルファイド樹脂（Ｐｏｌｙｐｈｅｎｙｌｅｎｅｓｕｌｆｉｄｅ）、ポリアセタール樹脂（Ｐｏｌｙａｃｅｔａｌ）、またはエポキシ樹脂（Ｅｐｏｘｙ ｒｅｓｉｎ）等が用いられる。なお、本実施の形態４に係るステータ６１Ａのその他の構成および製造方法については、上記実施の形態１および実施の形態３と同様であるので説明を省略する。
A method for manufacturing the
一般に、回転電機のステータは、放熱効果が低い場合、ステータの外径を大きくして放熱面積を増やしたり、冷却ファンを設けたりして放熱効果を高める必要がある。これに対し、本実施の形態４に係るステータ６１Ａは、コイル１０をステータモールド１２で覆うことにより、コイル１０で発生した熱が樹脂を伝わり放熱されるため、放熱効果が高くなる。
In general, when the heat radiation effect of a stator of a rotating electrical machine is low, it is necessary to increase the outer diameter of the stator to increase the heat radiation area, or to increase the heat radiation effect by providing a cooling fan. On the other hand, in the
また、ステータモールド１２は、コイル１０を巻いた後の状態を保持する機能を有する。コイル１０をステータモールド１２で覆うことにより、回転電機の運転時の振動および回転電機を運搬する際の振動等によってコイル１０が動くことを防止し、コイル１０が磁極片６２および継鉄片６３と接触することを抑制する効果がある。
Further, the
また、ステータモールド１２が渡り線２０を覆う構造とすることにより、渡り線２０の位置が固定され、回転電機の運転時の振動および回転電機を運搬する際の振動等によって渡り線２０が動くことを防止し、渡り線２０が磁極片６２および継鉄片６３と接触することを抑制する効果がある。
In addition, since the structure in which the
さらに、ステータ６１Ａを使用する環境が、冷媒、燃料および油等の物質が付着する環境であっても、ステータモールド１２によりコイル１０および渡り線２０を保護することができ、コイル１０および渡り線２０の劣化を抑制することができる。
Furthermore, even if the environment in which the
本実施の形態４によれば、上記実施の形態３と同様の効果に加え、ステータモールド１２を備えることにより、上記実施の形態３よりも放熱効果の高い、小形で安価な回転電機のステータ６１Ａが得られる。また、コイル１０および渡り線２０の位置ずれおよび劣化を防止することができ、信頼性の高いステータ６１Ａが得られる。
According to the fourth embodiment, in addition to the same effects as in the third embodiment, by providing the
実施の形態５．
図２２（ａ）は、本発明の実施の形態５に係る回転電機のステータを示す上面図、図２２（ｂ）は、本実施の形態５に係るステータを覆うステータモールドを示す図である。図２２（ｂ）において、斜線部分は、ステータモールド１２Ａで覆われている領域を示している。
FIG. 22A is a top view illustrating a stator of a rotary electric machine according to
本実施の形態５に係るステータ６１Ｂは、上記実施の形態３に係るステータ６１（図１３参照）にステータモールド１２Ａを追加したものである。ステータモールド１２Ａは、上記実施の形態４に係るステータモールド１２に対し、外径部の位置を変更したものである。ステータモールド１２Ａは、ステータ６１Ｂの磁極片６２の一部、継鉄片６３の一部、コイル１０、および渡り線２０を覆う構造である。
The
図２２（ｂ）に示すように、ステータモールド１２Ａは、磁極片６２および継鉄片６３を有するステータコアの外径よりも小さい外径と、ティース部６５の内径とほぼ同じ寸法の内径を有している。なお、本実施の形態５に係るステータモールド１２Ａの製造方法は、上記実施の形態４と同様であり、本実施の形態５に係るステータ６１Ｂのその他の構成および製造方法については、上記実施の形態１および実施の形態３と同様であるので説明を省略する。
As shown in FIG. 22B, the
本実施の形態５によれば、上記実施の形態４と同様の効果に加え、ステータコアよりも小さい外径を有するステータモールド１２Ａを備えることにより、上記実施の形態４よりも外径が小さいステータ６１Ｂを得られる効果がある。また、ステータモールド１２Ａを成形する際に、磁極片６２および継鉄片６３の外径側と樹脂成形金型の間に樹脂が注入されないため、成形時の樹脂射出圧力によって磁極片６２および継鉄片６３が動くことを防止することができる。
According to the fifth embodiment, in addition to the same effects as in the fourth embodiment, the
なお、本発明は、その発明の範囲内において、各実施の形態を自由に組み合わせたり、実施の形態を適宜、変形、省略したりすることが可能である。 In the present invention, it is possible to freely combine the embodiments or to modify or omit the embodiments as appropriate within the scope of the invention.
１、１Ａ、５１、６１、６１Ａ、６１Ｂ、１０１ ステータ、２、５２、６２、１０２ 磁極片、３、５３、６３ 継鉄片、４、４Ａ、４Ｂ、６４、６４Ａ、６４Ｂ、１０４ バックヨーク部、５、５５、６５、１０５ ティース部、６ 薄肉部、７ 結合凸部、８ 結合凹部、９ インシュレータ、９Ａ 第１のインシュレータ、９Ｂ 第２のインシュレータ、９ｉ コア挿入部、９ｓ 巻き始め線配置部、９ｔ 渡り線係止部、１０、１１０ コイル、１０Ａ、１０Ｂ 巻き始め線、１０Ｃ 巻き終わり線、１１ 端面、１２、１２Ａ ステータモールド、２０ 渡り線、２１ 自動巻線機、２２ 固定治具、２３ フライヤ、２３Ａ 第１のフライヤ、２３Ｂ 第２のフライヤ、２４ ベース部、２５ 押さえ板、２６ ネジ、３０ 芯金、３１ 電磁鋼板、３２、１３２ 鋼板片、４０ ノズル取付板、４１ａ、４１ｂ、４１ｃ ノズル、５７ 凸部、５８ 凹部、６３ｓ インシュレータ挿入部
1, 1A, 51, 61, 61A, 61B, 101 Stator, 2, 52, 62, 102 Pole piece, 3, 53, 63 Yoke piece, 4, 4A, 4B, 64, 64A, 64B, 104 Back yoke part, 5, 55, 65, 105 teeth portion, 6 thin portion, 7 coupling convex portion, 8 coupling concave portion, 9 insulator, 9A first insulator, 9B second insulator, 9i core insertion portion, 9s winding start wire arrangement portion, 9t Crossover wire retaining portion, 10, 110 coil, 10A, 10B winding start wire, 10C winding end wire, 11 end face, 12, 12A stator mold, 20 crossover wire, 21 automatic winding machine, 22 fixing jig, 23 flyer , 23A 1st flyer, 23B 2nd flyer, 24 base part, 25 holding plate, 26 screw, 30 core metal, 31
Claims (17)
前記複数の磁極片のうち、所定の磁極片のティース部に巻装されたコイルと、前記所定の磁極片とは別の磁極片のティース部に巻装されたコイルとの間に渡り線が形成されており、前記渡り線は、前記所定の磁極片に隣接する継鉄片の前記回転電機の軸方向の端部に配置されていると共に、前記隣接する継鉄片に係止されていることを特徴とする回転電機のステータ。A plurality of pole pieces having a first back yoke portion and teeth protruding from the first back yoke portion, and a plurality of joints having a second back yoke portion connected to the first back yoke portion. A stator of a rotating electric machine comprising an iron piece, wherein the plurality of magnetic pole pieces and the plurality of yoke pieces are alternately arranged in an annular shape such that the teeth are on the inner diameter side,
Of the plurality of pole pieces, a crossover wire is provided between a coil wound around a tooth portion of a predetermined pole piece and a coil wound around a tooth portion of a different pole piece from the predetermined pole piece. And the connecting wire is disposed at an axial end of the rotating electric machine of the yoke piece adjacent to the predetermined magnetic pole piece, and is fixed to the adjacent yoke piece. Characteristic stator of rotating electric machine.
第１のバックヨーク部と前記第１のバックヨーク部から突出したティース部とを有する複数の磁極片と、前記第１のバックヨーク部と連結された第２のバックヨーク部を有する複数の継鉄片が交互に配置されたステータコアを用意し、前記ステータコアを自動巻線機に取り付け、前記複数の磁極片のうちの所定の磁極片のティース部にコイルを巻き付けた後、前記所定の磁極片に隣接する継鉄片の前記回転電機の軸方向の端部で、前記コイルの巻き終わり線を前記第２のバックヨーク部の内径側から外径側に引き出す巻線工程と、
前記巻線工程の後、前記ティース部が内径側になるように前記ステータコアを円環状に折り曲げ、両端部を突き合わせて結合するコア閉じ工程と、を含むことを特徴とする回転電機のステータの製造方法。A method of manufacturing a stator of a rotating electric machine in which a plurality of pole pieces and a plurality of yoke pieces are alternately arranged in an annular shape,
A plurality of pole pieces having a first back yoke portion and teeth protruding from the first back yoke portion, and a plurality of joints having a second back yoke portion connected to the first back yoke portion. Prepare a stator core in which iron pieces are alternately arranged, attach the stator core to an automatic winding machine, wind a coil around a tooth portion of a predetermined magnetic pole piece of the plurality of magnetic pole pieces, and then apply the coil to the predetermined magnetic pole piece. A winding step of drawing a winding end line of the coil from an inner diameter side to an outer diameter side of the second back yoke portion at an axial end of the rotating electric machine of an adjacent yoke piece;
After the winding step, a core closing step of bending the stator core into an annular shape so that the teeth are on the inner diameter side, and joining the ends by abutting each other. Method.
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